RU2135896C1

RU2135896C1 - Method and device for heat treatment of solid wastes

Info

Publication number: RU2135896C1
Application number: RU98123178A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Попов; Л.А. Волохонский; В.М. Мухин; А.В. Лебедев; В.Б. Зотов; А.М. Кузьмин
Original assignee: Открытое акционерное общество "ВНИИЭТО"
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 1999-08-27

Abstract

FIELD: recovery, decontamination, and reuse of domestic and industrial wastes. SUBSTANCE: method involves pre-drying of solid wastes, their supply to pyrolysis chamber, and combustion with separation into solid residue and gaseous component which are subjected to high-temperature treatment in slag-metal bath of melting furnace. Oxidizing agent is fed to pyrolysis chamber and dry domestic wastes are introduced so that products of destruction of rubber parts are overlapped and at least two beds of solid wastes are formed on pyrolysis chamber bottom. Products of destruction of rubber parts reinforced by metal in ozone-containing gaseous medium are obtained in the form of cord. Conditions for feeding oxidizing agent and products of destruction of rubber parts to pyrolysis chamber are determined. Plant implementing this method has domestic-waste pre- drying chamber communicating with pyrolysis chamber whose outlet is connected to electric melting furnace bath and unit for destruction of rubber parts reinforced by metal in ozone-containing gaseous medium communicating with pyrolysis chamber through sluice. EFFECT: improved efficiency of high-temperature treatment of metal- reinforced rubber parts and recovery of domestic and industrial wastes. 16 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области утилизации, обезвреживания и последующего использования продуктов переработки бытовых, промышленных, медицинских, полимерных и других отходов, конкретнее к способу термической переработки твердых отходов и устройству для его осуществления. The invention relates to the field of utilization, neutralization and subsequent use of products of processing household, industrial, medical, polymer and other waste, and more particularly to a method for the thermal processing of solid waste and a device for its implementation.

Известен способ термической переработки твердых отходов, включающий сушку отходов, пиролиз высушенных отходов с разделением на твердый остаток и газы, высокотемпературную обработку твердого остатка и газов пиролиза в шлаковой ванне. Шлаки периодически выпускают из печи, гранулируют и используют в дорожном строительстве (Патент ФРГ N 3940830, кл. F 23 G 5/027 от 12.07.90 г.). A known method of thermal processing of solid waste, including drying waste, pyrolysis of dried waste with separation into solid residue and gases, high-temperature treatment of solid residue and pyrolysis gases in a slag bath. Slag is periodically released from the furnace, granulated and used in road construction (German Patent No. 3940830, class F 23 G 5/027 from 07/12/90).

Способ осуществляют в шахтной печи, в которой загружаемые сверху отходы проходят стадии сушки, пиролиза и попадают в плавильную ванну. Печь оборудована системой отбора газа из-под сводового пространства и подачи его в зону шлаковой ванны (Патент ФРГ N 3940830, кл. F 23 G 5/027 от 12.07.90 г.). The method is carried out in a shaft furnace, in which the waste loaded from above passes through the stages of drying, pyrolysis and enters the melting bath. The furnace is equipped with a gas extraction system from under the vault space and its supply to the slag bath zone (German Patent No. 3940830, class F 23 G 5/027 dated July 12, 1990).

Недостатком известного способа является невозможность переработки резиновых изделий вследствие забивания мелкими частицами кокса и сажистым углеродом системы газоотсоса и системы принудительной эвакуации газа для его дальнейшей высокотемпературной обработки. The disadvantage of this method is the inability to process rubber products due to clogging with small particles of coke and soot carbon, the gas exhaust system and the forced gas evacuation system for its further high-temperature processing.

Недостатком конструкции установки для переработки твердых отходов является отсутствие возможности влияния на отдельные стадии процессов переработки вследствие непрерывности потока движения отходов сверху вниз, громоздкость конструкции, сложность системы отбора и вдувания газа, значительные эксплуатационные затраты. The design flaw of the installation for processing solid waste is the inability to influence the individual stages of the processing processes due to the continuity of the flow of waste from top to bottom, the bulkiness of the structure, the complexity of the gas extraction and injection system, and significant operating costs.

Известен способ термической переработки твердых отходов, включающий пиролиз высушенных отходов с разделением отходов на твердый остаток и газы высокотемпературную обработку твердого остатка и газов пиролиза в шлакометаллической ванне электроплавильной печи (Патент РФ N 2104445, МКи F 23 G 5/027 от 20.05.93 г.). A known method of thermal processing of solid waste, including the pyrolysis of dried waste with separation of waste into solid residue and gases, high-temperature treatment of solid residue and pyrolysis gases in a slag metal bath of an electric melting furnace (RF Patent N 2104445, MK F 23 G 5/027 from 05/20/93, )

Установка для осуществления этого способа содержит пиролизную камеру, выход которой соединен с ванной электроплавильной печи. Установка оборудована системами отбора газа пиролиза и вдуванием его в зону шлакометаллической ванны для высокотемпературной обработки (Патент РФ N 2104445, МКи F 23 G 5/027 от 20.05.93 г.). Installation for implementing this method contains a pyrolysis chamber, the output of which is connected to the bathtub of an electric melting furnace. The installation is equipped with systems for extracting pyrolysis gas and injecting it into the zone of the slag metal bath for high-temperature processing (RF Patent N 2104445, MKi F 23 G 5/027 dated 05/20/93).

Недостатками известного способа являются невозможность переработки резиновых изделий, сложность отбора газа и подачи его в зону шлакометаллической ванны для высокотемпературной обработки, отсутствие возможности регулирования температурных условий процесса пиролиза, низкая степень обработки газа. The disadvantages of this method are the impossibility of processing rubber products, the difficulty of taking gas and supplying it to the zone of the slag metal bath for high-temperature processing, the inability to control the temperature conditions of the pyrolysis process, the low degree of gas processing.

Недостатками установки для термической переработки твердых отходов являются наличие вертикальной пиролизной камеры, сложность конструкции системы отбора и подачи в шлакометаллический расплав пиролизного газа, невозможность переработки резиновых изделий, большие эксплуатационные затраты, отсутствие средств регулирования тепловых процессов в пиролизной камере. The disadvantages of the installation for the thermal processing of solid waste are the presence of a vertical pyrolysis chamber, the complexity of the design of the system for extracting and supplying pyrolysis gas to the slag metal melt, the inability to process rubber products, high operating costs, and the lack of means for regulating thermal processes in the pyrolysis chamber.

Технической задачей предлагаемого изобретения является эффективная высокотемпературная переработка резиновых изделий, армированных металлом, в том числе автопокрышек с металлическим кордом, с одновременной переработкой бытовых и промышленных отходов. The technical task of the invention is an effective high-temperature processing of rubber products reinforced with metal, including tires with metal cord, with the simultaneous processing of household and industrial waste.

Техническая задача решается тем, что в способе термической переработки твердых отходов, при котором в поролизную камеру подают твердые бытовые отходы и сжигают их с разделением на твердый остаток и газообразную составляющую с последующей высокотемпературной обработкой твердого остатка и газов пиролиза в шлакометаллической ванне плавильной печи, бытовые отходы предварительно подсушивают, в пиролизную камеру подают окислитель и продукты деструкции резиновых изделий, армированных металлом, а ввод подсушенных бытовых отходов осуществляют с перекрытием сверху продуктов деструкции резиновых изделий и образованием на поду пиролизной камеры, по меньшей мере, двух слоев твердых отходов, кроме того, продукты деструкции резиновых изделий, армированных металлом, в виде корда с остатками резины получают в озонсодержащей газовой среде, кроме того, подачу окислителя ведут, по меньшей мере, двумя потоками с разнесением их по высоте пиролизной камеры; кроме того, подачу окислителя по разнесенным в пиролизной камере уровням ведут с различными коэффициентами расхода окислителя в каждом уровне; кроме того, подачу окислителя ведут с превышением коэффициента расхода окислителя в верхнем потоке по сравнению с нижним; кроме того, окислитель подают в пиролизную камеру под слой отходов при коэффициенте расхода окислителя 0,5 - 0,6; кроме того, окислитель подают в пиролизную камеру над поверхностью слоя бытовых отходов при коэффициенте расхода окислителя 1,1^oC1,2; кроме того, пиролиз отходов деструкции резины, армированной металлом, ведут до образования углеродного остатка, окислов металла и летучих составляющих пиролиза резины; кроме того, остаток пиролиза армированной резины в виде углерода и окислов металла подают из пиролизной камеры в ванну плавильной печи на шлакометаллический расплав, где ведут восстановление окислов металла углеродом с получением металла и переводом его в металлический расплав; кроме того, подачу продуктов деструкции резиновых изделий, армированных металлом, в пиролизную камеру осуществляют перед подачей подсушенных бытовых отходов; кроме того, подачу продуктов деструкции резиновых изделий, армированных металлом, в пиролизную камеру осуществляют непрерывно; кроме того, подачу бытовых отходов и продуктов деструкции резиновых изделий, армированных металлом, в пиролизную камеру осуществляют порциями с чередованием подачи продуктов деструкции и бытовых отходов; кроме того, твердые отходы перемещают по поду пиролизной камеры и подают на шлакометаллический расплав в плавильной ванне принудительно; кроме того, количество отходов деструкции резиновых изделий составляет 10 - 30% от массы бытовых отходов, подаваемых в пиролизную камеру.The technical problem is solved in that in a method for the thermal processing of solid waste, in which solid household waste is fed into the porosity chamber and burned with separation into a solid residue and a gaseous component, followed by high-temperature treatment of the solid residue and pyrolysis gases in a slag metal bath of the melting furnace, household waste pre-dried, oxidizer and degradation products of rubber products reinforced with metal are fed into the pyrolysis chamber, and the introduction of dried household waste was carried out they are revealed with the top-down products of the destruction of rubber products and the formation on the bottom of the pyrolysis chamber of at least two layers of solid waste, in addition, the products of the destruction of rubber products reinforced with metal in the form of a cord with rubber residues are obtained in an ozone-containing gas environment, in addition the oxidizing agent is supplied by at least two streams with their spacing along the height of the pyrolysis chamber; in addition, the supply of the oxidizing agent according to the levels spaced in the pyrolysis chamber is carried out with different oxidizer consumption coefficients at each level; in addition, the oxidizing agent is supplied in excess of the oxidizing agent consumption coefficient in the upper stream as compared with the lower one; in addition, the oxidizing agent is fed into the pyrolysis chamber under the waste layer with an oxidizing agent coefficient of 0.5 - 0.6; in addition, the oxidizing agent is fed into the pyrolysis chamber above the surface of the household waste layer with an oxidizing agent coefficient of 1.1 ^o C1.2; in addition, the pyrolysis of waste degradation of rubber reinforced with metal, lead to the formation of a carbon residue, metal oxides and volatile components of the pyrolysis of rubber; in addition, the pyrolysis residue of reinforced rubber in the form of carbon and metal oxides is fed from the pyrolysis chamber to the bath of the melting furnace to the slag metal melt, where metal oxides are reduced by carbon to produce metal and converted to metal melt; in addition, the supply of degradation products of rubber products reinforced with metal in the pyrolysis chamber is carried out before the supply of dried household waste; in addition, the supply of degradation products of rubber products reinforced with metal into the pyrolysis chamber is carried out continuously; in addition, the supply of household waste and degradation products of rubber products reinforced with metal into the pyrolysis chamber is carried out in batches with alternating supply of degradation products and household waste; in addition, solid waste is moved along the bottom of the pyrolysis chamber and forced to the slag-metal melt in the melting bath; in addition, the amount of waste products destruction of rubber products is 10 - 30% of the mass of household waste fed into the pyrolysis chamber.

Для достижения поставленной технической задачи предлагается устройство для термической переработки твердых отходов, включающее камеру предварительной сушки бытовых отходов, соединенную с пиролизной камерой, выход которой соединен с ванной электроплавильной печи, блок деструкции резиновых изделий, армированных металлом, в озонсодержащей газовой среде, соединенный шлюзом со входом пиролизной камеры; кроме того, пиролизная камера снабжена устройством для перемещения отходов деструкции резиновых изделий, армированных металлом, поперек пода пиролизной камеры и устройством перемещения твердых отходов вдоль пода пиролизной камеры в сторону ванны плавильной печи. To achieve the technical task, a device is proposed for the thermal processing of solid waste, including a chamber for preliminary drying of household waste, connected to a pyrolysis chamber, the outlet of which is connected to the bathtub of an electric melting furnace, a unit for the destruction of rubber products reinforced with metal in an ozone-containing gas medium, connected by a gateway to the inlet pyrolysis chamber; in addition, the pyrolysis chamber is equipped with a device for transporting metal-reinforced rubber degradation waste products across the hearth of the pyrolysis chamber and a device for moving solid waste along the hearth of the pyrolysis chamber towards the bathtub of the melting furnace.

В процессе термической переработки твердых бытовых отходов проводят их сушку и сжигание подсушенных отходов в пиролизной камере при подаче через под пиролизной камеры окислителя с коэффициентом расхода окислителя 0,5 - 0,6. Дополнительно в пиролизную камеру подают отходы деструкции резиновых изделий, армированных металлом. При этом ввод в пиролизную камеру подсушенных бытовых отходов осуществляют с перекрытием сверху продуктов деструкции резиновых изделий и образованием на поду камеры по меньшей мере двух слоев твердых отходов. Слой загружаемых сверху продуктов деструкции резиновых изделий сухих бытовых отходов фильтрует восходящий поток летучих продуктов пиролиза резины, при этом почти весь сажистый углерод и мелкие частицы кокса задерживаются в слое бытовых отходов и не уносится в систему газоочистки. Отходы продуктов деструкции резиновых изделий, армированных металлом, могут быть как в дробленом, протянутом, обжатом, так и в необработанном никакими механическими воздействиями виде. Продукты деструкции армированных металлом резиновых изделий, например автопокрышек, в виде корда с остатками резины могут быть получены в озонсодержащей газовой среде. Так как процесс разрушения автопокрышек в озонсодержащей газовой среде проводят при значительных механических воздействиях на перерабатываемый продукт, отходы продуктов деструкции автопокрышек имеют большую удельную поверхность, что создает благоприятные условия для скорости пиролиза резины, улучшения тепло- и массообмена внутри отходов. Подачу продуктов деструкции армированных металлом резиновых изделий в пиролизную камеру осуществляют либо перед подачей подсушенных бытовых отходов, либо одновременно. При этом подачу продуктов деструкции армированных металлом резиновых изделий в пиролизную камеру осуществляют либо непрерывно, либо порциями с чередованием подачи продуктов деструкции резины и бытовых отходов. In the process of thermal processing of municipal solid waste, they are dried and burned dried waste in the pyrolysis chamber when an oxidizer is supplied through the pyrolysis chamber with an oxidizer consumption coefficient of 0.5 - 0.6. Additionally, the destruction of rubber products reinforced with metal is fed to the pyrolysis chamber. In this case, the introduction of dried domestic waste into the pyrolysis chamber is carried out with overlapping on top of the degradation products of rubber products and the formation of at least two layers of solid waste on the chamber bottom. The layer of dry household waste rubber products loaded from above destroys the upward flow of volatile rubber pyrolysis products, while almost all soot carbon and small particles of coke are trapped in the household waste layer and are not taken into the gas cleaning system. Wastes from degradation products of rubber products reinforced with metal can be either crushed, stretched, crimped, or unprocessed by any mechanical stress. The degradation products of metal-reinforced rubber products, for example tires, in the form of a cord with rubber residues can be obtained in an ozone-containing gas environment. Since the process of destruction of tires in an ozone-containing gas environment is carried out with significant mechanical impacts on the processed product, the waste products of the destruction of tires have a large specific surface area, which creates favorable conditions for the speed of pyrolysis of rubber, improve heat and mass transfer inside the waste. The supply of degradation products of metal-reinforced rubber products to the pyrolysis chamber is carried out either before the supply of dried household waste, or at the same time. At the same time, the degradation products of metal-reinforced rubber products are fed into the pyrolysis chamber either continuously or in batches with alternating feeds of rubber degradation products and household waste.

Отходы продуктов деструкции резиновых изделий, например автопокрышек, подают в пиролизную камеру, распределяют их равномерно поперек пода и засыпают сверху слоем подсушенных бытовых отходов. Количество отходов продуктов деструкции резиновых изделий составляет 10 - 30% от массы бытовых отходов, поступающих в пиролизную камеру из камеры сушки. При меньшем 10% количестве отходов деструкции резиновых изделий тепла, выделяемого при сгорании резиновой составляющей отходов, недостаточно для поддержания температуры в пиролизной камере в пределах 700 - 900^oC.Wastes from degradation products of rubber products, such as tires, are fed into the pyrolysis chamber, distributed evenly across the hearth and filled up with a layer of dried household waste. The amount of waste products of degradation of rubber products is 10 - 30% of the mass of household waste entering the pyrolysis chamber from the drying chamber. With less than 10% of the amount of waste degradation of rubber products, the heat generated during the combustion of the rubber component of the waste is not enough to maintain the temperature in the pyrolysis chamber within 700 - 900 ^o C.

При большем 30% количестве отходов деструкции резиновых изделий, армированных металлом, возможен улет сажистого углерода и зарастание газохода сажей, осаждающейся на его стенках. При температуре 700 - 900^oC, которая имеет место в пиролизной камере, органическая часть отходов деструкции (резина, текстильный корд) разлагается с образованием летучих продуктов и углеродистого остатка. Так как пиролиз проводят при коэффициенте расхода окислителя 0,5 - 0,6, то кислорода хватает только на частичное окисление углерода, а летучие продукты пиролиза поднимаются вверх и проходят через слой поступивших из сушильной камеры бытовых отходов. Для дожигания летучих продуктов в слое бытовых отходов и в объеме пиролизной камеры в нее подают дополнительно окислитель при коэффициенте расхода окислителя 1,1 - 1,2. Избыток окислителя позволяет полностью дожечь летучие горючие компоненты продуктов пиролиза резины (метана, этана, сероводорода, водорода) в слое бытовых отходов или в объеме пиролизной камеры. Для эффективного сжигания летучих горючих компонентов способ предусматривает подачу окислителя, по меньшей мере, двумя потоками с разнесением их по высоте пиролизной камеры с различными коэффициентами расхода окислителя на каждом уровне. Углеродистый остаток, в том числе и сажистый углерод, образующийся при разложении резины, вместе с металлокордом опускается вниз по поду пиролизной камеры под собственным весом или принудительно и попадает из пиролизной камеры в ванну плавильной печи на шлакометаллический расплав, где проводят восстановление окислов металла углеродом до металла с переводом его в металлическую ванну. Образующийся в плавильной ванне электропечи металл и шлак периодически выпускают через раздельные летки. Металл отправляется на переплав, а шлак гранулируют и используют в строительстве. Таким образом достигается максимальная утилизация перерабатываемых отходов.With a larger 30% amount of waste destruction of rubber products reinforced with metal, soot carbon can escape and the flue can become soiled with soot deposited on its walls. At a temperature of 700 - 900 ^o C, which takes place in the pyrolysis chamber, the organic part of the destruction waste (rubber, textile cord) decomposes with the formation of volatile products and a carbon residue. Since pyrolysis is carried out with an oxidizer consumption coefficient of 0.5 - 0.6, oxygen is only enough for partial oxidation of carbon, and volatile pyrolysis products rise up and pass through the layer of household waste coming from the drying chamber. For the afterburning of volatile products in the household waste layer and in the volume of the pyrolysis chamber, an additional oxidizing agent is supplied to it at an oxidizer flow rate of 1.1 - 1.2. Excess oxidizing agent allows to completely burn out the volatile combustible components of rubber pyrolysis products (methane, ethane, hydrogen sulfide, hydrogen) in the household waste layer or in the volume of the pyrolysis chamber. For efficient combustion of volatile combustible components, the method provides for the supply of an oxidizing agent with at least two streams with their spacing along the height of the pyrolysis chamber with different oxidizer flow rates at each level. The carbon residue, including soot carbon formed during the decomposition of rubber, together with the metal cord falls down the bottom of the pyrolysis chamber under its own weight or forcibly and enters from the pyrolysis chamber into the bath of the melting furnace to the slag metal melt, where metal oxides are reduced by carbon to metal with transferring it to a metal bath. The metal and slag formed in the melting bath of the electric furnace are periodically released through separate letches. The metal is sent for remelting, and the slag is granulated and used in construction. Thus, maximum utilization of recyclable waste is achieved.

Отходы деструкции резиновых изделий, армированных металлом, подают непосредственно в пиролизную камеру, а не в камеру сушки по следующим причинам. Разложение резины в камере сушки привело бы к забиванию газохода сажитым углеродом, в то время как при пиролизе резины под слоем бытовых отходов в пиролизной камере это полностью исключается. Кроме того, недостаток тепла в пиролизной камере компенсируется теплом сгорания летучих составляющих продуктов пиролиза резины, теплота сгорания которой составляет 7,03 - 8,78 МДж/кг. Таким образом, отпадает необходимость в дополнительном источнике тепла. The destruction of rubber products reinforced with metal is fed directly into the pyrolysis chamber, and not into the drying chamber for the following reasons. Decomposition of the rubber in the drying chamber would lead to clogging of the gas duct with carbon black, while during the pyrolysis of rubber under a layer of household waste in the pyrolysis chamber this is completely eliminated. In addition, the lack of heat in the pyrolysis chamber is compensated by the heat of combustion of the volatile constituent products of the pyrolysis of rubber, the heat of combustion of which is 7.03 - 8.78 MJ / kg. Thus, there is no need for an additional heat source.

Для реализации предложенного способа на установке для высокотемпературной термической переработки твердых отходов ее снабжают блоком деструкции резиновых изделий, армированных металлом, например, автопокрышек с металлическим кордом, в атмосфере озонсодержащей газовой среды. Такой блок не требует значительных дополнительных затрат. Деструкция резиновых изделий, армированных металлом, в таком блоке является наименее энергоемкой. To implement the proposed method on the installation for high-temperature thermal processing of solid waste, it is equipped with a destruction unit for rubber products reinforced with metal, for example, tires with metal cord, in an atmosphere of ozone-containing gas environment. Such a unit does not require significant additional costs. The destruction of rubber products reinforced with metal in such a unit is the least energy-intensive.

С целью исключения утечек озонсодержащей газовой среды в атмосферу блок деструкции резиновых изделий и пиролизная камера соединены шлюзовой камерой. Для равномерного распределения отходов деструкции армированных металлом резиновых изделий на поду пиролизной камеры предусмотрены устройства для перемещения отходов деструкции вдоль или поперек пода пиролизной камеры. В процессе деструкции армированных металлом резиновых изделий в озонсодержащей газовой среде от металлического корда отделяется до 80% резиновой составляющей, которая может быть использована в производстве регенерата, материалов строительного назначения, резиновой крошки и других ценных продуктов. Отходы переработки резиновых изделий, армированных металлом, в виде расщепленного корда с налипшими на нем остатками резины используются для переработки в пиролизной камере. Отходы деструкции резиновых изделий подают в пиролизную камеру через шлюз, что исключает утечку озона в атмосферу и позволяет сделать процесс переработки резиновых изделий в атмосфере озонсодержащего газа и подачу отходов деструкции резиновых изделий в пиролизную камеру непрерывным, без нарушения озонсодержащей атмосферы в камере деструкции. In order to prevent leaks of ozone-containing gaseous medium into the atmosphere, the destruction unit of rubber products and the pyrolysis chamber are connected by a lock chamber. To evenly distribute the destruction waste of metal-reinforced rubber products on the bottom of the pyrolysis chamber, devices are provided for moving the destruction waste along or across the bottom of the pyrolysis chamber. In the process of destruction of metal-reinforced rubber products in an ozone-containing gas medium, up to 80% of the rubber component is separated from the metal cord, which can be used in the production of regenerate, building materials, crumb rubber and other valuable products. Wastes from processing rubber products reinforced with metal in the form of a split cord with rubber residues adhering to it are used for processing in a pyrolysis chamber. Rubber products destruction waste is fed into the pyrolysis chamber through a gateway, which eliminates ozone leakage into the atmosphere and makes it possible to make the process of rubber products processing in an ozone-containing gas atmosphere and supply of rubber products destruction waste to the pyrolysis chamber without disturbing the ozone-containing atmosphere in the destruction chamber.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где изображены:
на фиг. 1 - вид на установку сбоку;
на фиг. 2 - вид на установку со стороны плавильной печи.The invention is illustrated in the drawing, which shows:
in FIG. 1 is a side view of the installation;
in FIG. 2 is a view of the installation from the side of the melting furnace.

Установка для термической переработки бытовых отходов состоит из камеры сушки 1 с загрузочным бункером 2, выход которой соединен с входом пиролизной камеры 3. Наклонный под пиролизной камеры 3 снабжен соплами 4 для подачи первичного окислителя, а в стенке камеры 3 расположены сопла 5 для подачи вторичного окислителя. Пиролизная камера 3 соединена с плавильной электропечью 6 так, что под камеры 3 соединен с ванной электропечи 6. Пиролизная камера 3 и электропечь 6 имеют общее подсводное пространство, соединенное с газоходом 7. Сбоку от пиролизной камеры 3 установлен блок деструкции 8 резиновых изделий, армированных металлом, например автопокрышек, в атмосфере озона. Блок деструкции 8 соединен с пиролизной камерой 3 шлюзом 9 с шиберами 10 и 11, отсекающими шлюз 9 со стороны блока деструкции 8 и пиролизной камеры 3 соответственно. Пиролизная камера 3 в месте входа в нее шлюза 9 оборудована устройством 12 для перемещения отходов деструкции автопокрышек поперек пода пиролизной камеры. Плавильная электропечь снабжена электродами 13 для введения в печь электроэнергии и оборудована выпускными отверстиями 14 и 15 для выпуска металла и шлака соответственно. The installation for the thermal processing of household waste consists of a drying chamber 1 with a loading hopper 2, the outlet of which is connected to the inlet of the pyrolysis chamber 3. The sloping chamber under the pyrolysis chamber 3 is equipped with nozzles 4 for supplying the primary oxidizer, and nozzles 5 for supplying the secondary oxidizer are located in the wall of the chamber 3 . The pyrolysis chamber 3 is connected to the melting furnace 6 so that under the chambers 3 it is connected to the bathtub of the electric furnace 6. The pyrolysis chamber 3 and the electric furnace 6 have a common underwater space connected to the gas duct 7. A destruction unit 8 of rubber products reinforced with metal is installed on the side of the pyrolysis chamber 3 , for example tires, in an ozone atmosphere. The destruction unit 8 is connected to the pyrolysis chamber 3 by the gateway 9 with gates 10 and 11, cutting off the gateway 9 from the side of the destruction unit 8 and the pyrolysis chamber 3, respectively. The pyrolysis chamber 3 at the entrance to the gateway 9 is equipped with a device 12 for transporting tire destruction waste products across the hearth of the pyrolysis chamber. The melting electric furnace is equipped with electrodes 13 for introducing electricity into the furnace and is equipped with outlet openings 14 and 15 for releasing metal and slag, respectively.

Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности. The proposed method is carried out in the following sequence.

Твердые бытовые отходы загружают в загрузочный бункер 2, откуда они попадают в камеру сушки 1, например в барабанную вращающуюся печь. Одновременно в герметичной камере 8 блока для деструкции резиновых изделий, например кордовых автопокрышек, ведут обработку покрышек в атмосфере озона по известной технологии. Отходы деструкции автопокрышек, содержащие остатки резины и корд, через шлюз 9 подают в пиролизную камеру 3 и равномерно распределяют на поду. Из камеры сушки 1 в пиролизную камеру 3 на отходы деструкции автопокрышек подают твердые бытовые отходы. Через сопла 4, расположенные в поду пиролизной камеры 3, подают первичный окислитель для сжигания отходов. Через боковые сопла 5 в пиролизную камеру 3 подают вторичный окислитель для дожигания летучих составляющих пиролиза. На подине ванны электропечи 6 разводят шлакометаллический расплав, куда затем постепенно самотеком или принудительно поступают твердые остатки пиролиза: твердый углеродистый остаток, металлический корд, окислы металлов. По мере накопления в ванне электропечи металлического и шлакового расплава, подогреваемого с помощью электроэнергии, подводимой в печь электродами 13, проводят выпуск металла и шлака через выпускные отверстия 14 и 15 соответственно. Шлак, выпускаемый из печи, подвергают грануляции для последующего использования в строительстве. Металл в слитках передают для дальнейшей переработки в металлургических агрегатах. Municipal solid waste is loaded into a loading hopper 2, from where it enters the drying chamber 1, for example, into a rotary rotary kiln. At the same time in the sealed chamber 8 of the unit for the destruction of rubber products, such as cord tires, they are processing the tires in an ozone atmosphere according to known technology. Tire destruction wastes containing residues of rubber and cord through the airlock 9 are fed into the pyrolysis chamber 3 and evenly distributed on the hearth. From the drying chamber 1 to the pyrolysis chamber 3, solid household waste is supplied to the tires of destruction of tires. Through the nozzle 4, located in the bottom of the pyrolysis chamber 3, serves the primary oxidizing agent for burning waste. Through the side nozzles 5, a secondary oxidizing agent is supplied to the pyrolysis chamber 3 for afterburning the volatile components of pyrolysis. On the bottom of the bathtub of the electric furnace 6, a slag-metal melt is diluted, where then the solid pyrolysis residues: solid carbon residue, metal cord, metal oxides are gradually brought by gravity or forcibly. With the accumulation in the bath of the electric furnace of metal and slag melt, heated with the help of electricity supplied to the furnace by electrodes 13, metal and slag are released through the outlet openings 14 and 15, respectively. Slag discharged from the furnace is granulated for subsequent use in construction. Metal ingots are transferred for further processing in metallurgical units.

Термическую переработку твердых отходов проводили на установке для переработки бытовых отходов ТПО-25, снабженной блоком разрушения автопокрышек в атмосфере озона. Отходы, загруженные в контейнеры, подают в сушильный вращающийся барабан 1, где их подсушивают дымовыми газами, поступившими противотоком из пиролизной камеры 3. Одновременно с загрузкой бытовых отходов в сушильную камеру 1 ведут процесс деструкции автопокрышек в перерабатывающем блоке 8, где в атмосфере озона происходит разрушение так называемой вулканизационной сетки резины и отделение резины от армирующих элементов металлического или текстильного корда. Резиновая крошка просыпается через сито и поступает на классификатор размеров крошки, а отходы продуктов деструкции автопокрышек - корд с остатками резины на нем - через шлюзовое устройство 9 подают на вход пиролизной камеры 3. Затем отходы продуктов деструкции автопокрышек с помощью устройства перемещения 12 равномерно распределяют на поду пиролизной камеры 3. Загруженные в сушильную камеру 1 бытовые отходы перемещаются в процессе сушки в сторону входа в пиролизную камеру 3 и постепенно высыпаются на уложенные в пиролизной камере отходы деструкции автопокрышек. За счет подачи через сопла 4 подогретого до температуры 300 - 400^oC первичного окислителя ведут нагрев и сжигание горючей органической составляющей бытовых отходов и пиролиз резины. При этом коэффициент расхода первичного окислителя поддерживают в пределах 0,5 - 0,6. Этого количества воздуха достаточно для сжигания углеродистой составляющей отходов, но недостаточно для дожигания горючих летучих составляющих пиролиза резины. Подачу вторичного окислителя через сопла 5 ведут при коэффициенте расхода воздуха 1,1 - 1,2. Так как при температуре 700 - 900^oC, что имеет место в пиролизной камере 3, пиролиз резины с распадом на твердый коксовый остаток, содержащий сажистый углерод, и газ происходит в течение 1 - 2 минут, то дожигание летучих составляющих пиролиза резины протекает в слое отходов или в объеме пиролизной камеры, а не в камере дожигания, то есть дополнительное тепло от сжигания летучих составляющих пиролиза резины выделяется в объеме пиролизной камеры 3. Это позволяет поддерживать заданную температуру в объеме пиролизной камеры без расхода газового или жидкого топлива. Углеродистый остаток, образующийся при пиролизе отходов резины, вместе с металлокордом опускается под собственным весом по поду пиролизной камеры вниз и попадает в ванну плавильной электропечи 6. Остатки керамической части бытовых отходов с остатками углеродистой составляющей и окислов металла подают на поверхность шлакометаллического расплава, находящегося в ванне электропечи 6. Шлак разогревается графитовыми электродами 13 до температуры 1450 - 1500^oC, что обеспечивает быстрое растворение керамической части отходов и восстановление и растворение металла. Плавающие на поверхности шлака до момента сплавления с ним керамические составляющие отходов, насыщенные углеродом, несмотря на общий окислительный характер печной атмосферы, обеспечивают существование тонкого ламинарного слоя в восстановительной атмосфере, в котором происходят реакции восстановления окислов металлов, которые переходят в металлическую часть шлакометаллического расплава, находящегося в ванне электропечи. По мере накопления металла и шлака в электропечи 6 их выпускают раздельно: металл - через летку 14, а шлак - через летку 15, и используют затем в различных областях промышленности. Металл в виде чугуна используют при выплавке легированного чугуна и стали, а шлак - в строительстве.Thermal processing of solid waste was carried out at the TPO-25 household waste recycling plant, equipped with a tire destruction unit in the ozone atmosphere. Waste loaded into containers is fed into a rotary drying drum 1, where they are dried by flue gases supplied by the counterflow from the pyrolysis chamber 3. Simultaneously with the loading of household waste into the drying chamber 1, the process of tire destruction in the processing unit 8 is conducted, where destruction occurs in the ozone atmosphere the so-called vulcanization network of rubber and the separation of rubber from the reinforcing elements of a metal or textile cord. The rubber crumb wakes up through a sieve and enters the crumb size classifier, and the waste products of tire degradation products — cord with rubber residues on it — are fed through the lock device 9 to the inlet of the pyrolysis chamber 3. Then, the waste products of tire degradation using the transfer device 12 are evenly distributed on the bottom pyrolysis chamber 3. Domestic waste loaded into the drying chamber 1 is moved during the drying process towards the entrance to the pyrolysis chamber 3 and gradually poured onto the waste stored in the pyrolysis chamber tires tires. By supplying a primary oxidizer heated to a temperature of 300 - 400 ^° C through nozzles 4, heating and burning of the combustible organic component of household waste and rubber pyrolysis are carried out. In this case, the primary oxidizing agent consumption coefficient is maintained in the range of 0.5 - 0.6. This amount of air is enough to burn the carbon component of the waste, but not enough to burn the combustible volatile components of the rubber pyrolysis. The supply of the secondary oxidizing agent through nozzles 5 is carried out with an air flow coefficient of 1.1 - 1.2. Since at a temperature of 700 - 900 ^o C, which takes place in the pyrolysis chamber 3, the pyrolysis of rubber with decomposition into a solid coke residue containing soot carbon and gas occurs within 1 - 2 minutes, the afterburning of the volatile components of the rubber pyrolysis takes place in the layer waste or in the volume of the pyrolysis chamber, and not in the afterburner, that is, additional heat from the combustion of volatile components of the pyrolysis of rubber is released in the volume of the pyrolysis chamber 3. This allows you to maintain a given temperature in the volume of the pyrolysis chamber without gas or idkogo fuel. The carbon residue formed during the pyrolysis of rubber waste, together with the metal cord, falls under its own weight down the bottom of the pyrolysis chamber and enters the bathtub of the electric furnace 6. Remains of the ceramic part of the household waste with the remains of the carbon component and metal oxides are fed to the surface of the slag-metal melt in the bathtub 6. furnace slag is a graphite electrode 13 is heated to a temperature of 1450 - 1500 ^o C, to provide rapid dissolution of the ceramic part and the waste recovery and p stvorenie metal. Ceramic waste constituents floating on the surface of the slag until the time of fusion with it, saturated with carbon, despite the general oxidizing nature of the furnace atmosphere, ensure the existence of a thin laminar layer in the reducing atmosphere, in which the reduction reactions of metal oxides occur, which transform into the metal part of the slag-metal melt located in the bathtub of the electric furnace. As the metal and slag accumulate in the electric furnace 6, they are released separately: metal through the tap hole 14, and slag through the tap hole 15, and then they are used in various industries. Metal in the form of cast iron is used in the smelting of alloyed cast iron and steel, and slag is used in construction.

Предложенное устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

Бытовые и промышленные отходы для высокотемпературной термической переработки загружают через приемную воронку 2 в камеру сушки 1 барабанного типа, которая вращается со скоростью 1 оборот в минуту. Вследствие наклона барабана под углом 3^o к горизонту подогреваемые отходящими из пиролизной камеры 3 газами отходы постепенно перемещаются в сторону пиролизной камеры 3 под воздействием силы тяжести и вращения барабаны. Сушка осуществляется за счет противотока газа из пиролизной камеры 3 и подачи подогретого до 300 - 400^oC воздуха в качестве окислителя. В процессе сушки происходит выделение паров, а в последней трети длины барабана - выделение летучих из органической части бытовых отходов. Подсушенные отходы постепенно из камеры сушки 1 попадают на наклонный футерованный под пиролизной камеры 3. Одновременно с загрузкой бытовых отходов в камеру сушки 3 ведут процесс разрушения автопокрышек в атмосфере озона в камере деструкции 8. Технологический процесс переработки автопокрышек состоит в разрушении резины в озонсодержащей атмосфере при воздействии механических нагрузок на ширину. Автопокрышка в перерабатывающем блоке растягивается, в открывшиеся микротрещины поступает озонированный воздух и происходит разрушение (механодеструкция) вулканизационной сетки резины и отделение резины от армирующих металлического и текстильного корда. Крошка резины идет на дальнейшую переработку, а остатки деструкции автопокрышки, содержащие корд с остатками резины на нем, через шлюз 9 подают в пиролизную камеру 3 установки для термической переработки отходов. Для передачи отходов деструкции из блока деструкции 8 в пиролизную камеру 3 без нарушения атмосферы в объеме камеры деструкции 8 вход и выход шлюзовой камеры перекрывают шиберными затворами 10 и 11, заполняют шлюзовую камеру озоновоздушной смесью, затем открывают шибер 10 со стороны блока деструкции 8 и вводят корд с остатками резины в шлюзовую камеру. Перекрывают шибер 10 и открывают шибер 11 со стороны пиролизной камеры 3. Отходы деструкции автопокрышек передают в пирилизную камеру 3, шибер 11 закрывают, а уложенные на под пиролизной камеры 3 отходы автопокрышек с помощью устройства для перемещения 12 равномерно распределяют поперек пода. Сверху на размещенные на поду отходы деструкции автопокрышек из камеры сушки 1 подают бытовые отходы. Включают подачу первичного окислителя, который через сопла 4 попадает в пиролизную камеру 3 и служит первичным окислителем органической составляющей отходов. Расход первичного окислителя поддерживают таким, чтобы коэффициент избытка окислителя составлял 0,5 - 0,6. Сверху через сопла 5 в пиролизную камеру подают вторичный окислитель при коэффициенте избытка окислителя 1,1 - 1,2. Вторичный окислитель подают острой струей, которая внедряется в бытовые отходы и дожигает летучие компоненты продуктов пиролиза в объеме отходов или объеме пиролизной камеры, то есть все тепло от сжигания органической составляющей отходов выделяется в пиролизной камере 3. Остатки углеродистой составляющей отходов, оксиды металлов и керамическая составляющая отходов в сыпучем или вязком состоянии перемещается под собственным весом по поду пиролизной камеры 3 и попадают в плавильную ванну электропечи 6. На поверхности шлака, подогреваемого с помощью графитовых электродов 13 до температуры 1450 - 1500^oC, керамическая часть отходов и вводимые в печь 6 для нейтрализации серы кальцийсодержащие добавки растворяются. Металл, восстановленный из окислов с помощью углерода, переходит в металлическую ванну под слой шлакового расплава. По мере накопления металла и шлака в ванне электропечи 6 их периодически выпускают через соответствующие выпускные отверстия 14 и 15. Металл в виде чугуна отправляют на переплав, шлак гранулируют и используют в строительстве.Household and industrial waste for high-temperature thermal processing is loaded through a receiving funnel 2 into a drum-type drying chamber 1, which rotates at a speed of 1 revolution per minute. Due to the inclination of the drum at an angle of 3 ^o to the horizon, the waste heated by the gases leaving the pyrolysis chamber 3 gradually moves towards the pyrolysis chamber 3 under the influence of gravity and rotation of the drums. Drying is carried out due to the backflow of gas from the pyrolysis chamber 3 and the supply of air heated to 300 - 400 ^o C as an oxidizing agent. During the drying process, vapors are released, and in the last third of the drum length, volatile from the organic part of the household waste is released. Dried wastes gradually pass from drying chamber 1 to an inclined lined chamber under the pyrolysis chamber 3. At the same time as household waste is loaded into drying chamber 3, the tires are destroyed in the ozone atmosphere in the destruction chamber 8. The technological process for processing tires consists in the destruction of rubber in an ozone-containing atmosphere when exposed mechanical loads in width. The tire in the processing unit is stretched, ozonized air enters the opened microcracks and the rubber vulcanization network is destroyed (mechanically destroyed) and the rubber is separated from the reinforcing metal and textile cords. The crumb of rubber goes for further processing, and the remains of the destruction of a tire containing cord with the remains of rubber on it, through the gateway 9 are fed into the pyrolysis chamber 3 of the installation for thermal processing of waste. To transfer the destruction waste from the destruction unit 8 to the pyrolysis chamber 3 without disturbing the atmosphere in the volume of the destruction chamber 8, the inlet and outlet of the airlock are closed with slide gates 10 and 11, the airlock is filled with an ozone-air mixture, then the gate 10 is opened from the side of the decomposition block 8 and cord is introduced with rubber residues in the lock chamber. The gate 10 is overlapped and the gate 11 is opened from the side of the pyrolysis chamber 3. The tires for destruction of tires are transferred to the pyrilization chamber 3, the gate 11 is closed, and the tires of the tires laid on under the pyrolysis chamber 3 are uniformly distributed across the hearth using the moving device 12. Household waste is fed from the top of the tire destruction destruction tires from the drying chamber 1 from above. The primary oxidizing agent is turned on, which, through nozzles 4, enters the pyrolysis chamber 3 and serves as the primary oxidizing agent of the organic component of the waste. The flow rate of the primary oxidizing agent is maintained such that the excess ratio of the oxidizing agent is 0.5-0.6. From above, through the nozzles 5, a secondary oxidizing agent is fed into the pyrolysis chamber at an oxidizer excess ratio of 1.1 - 1.2. The secondary oxidizing agent is supplied with a sharp jet, which is introduced into household waste and burns off the volatile components of the pyrolysis products in the waste volume or in the volume of the pyrolysis chamber, that is, all the heat from burning the organic component of the waste is released in the pyrolysis chamber 3. Residues from the carbon component of the waste, metal oxides and ceramic component waste in a loose or viscous state moves under its own weight along the bottom of the pyrolysis chamber 3 and fall into the melting bath of the electric furnace 6. On the surface of the slag, we heat With the help of graphite electrodes 13 to a temperature of 1450 - 1500 ^o C, the ceramic part of the waste and calcium-containing additives introduced into the furnace 6 to neutralize sulfur are dissolved. The metal reduced from oxides with the help of carbon passes into a metal bath under a layer of slag melt. As the metal and slag accumulate in the electric furnace bath 6, they are periodically released through the corresponding outlet openings 14 and 15. The metal in the form of cast iron is sent for remelting, the slag is granulated and used in construction.

Использование предложенного способа и устройства для его осуществления позволит сделать процесс переработки резиновых изделий, армированных металлом, безотходным и высокоэффективным. Исключается забивание газоходов сажистым углеродом, который используется в данном случае для восстановления окислов металла. Отпадает необходимость в дополнительном топливе, которое заменяют остатками резины в продуктах деструкции. Используется для дальнейшей переработки металлическая составляющая арматуры резиновых изделий. Исключается попадание в атмосферу вредных и токсичных примесей. Using the proposed method and device for its implementation will make the process of processing rubber products reinforced with metal, waste-free and highly efficient. Clogging of flues with soot carbon, which is used in this case for the reduction of metal oxides, is excluded. There is no need for additional fuel, which is replaced by rubber residues in the degradation products. The metal component of the reinforcement of rubber products is used for further processing. Elimination of harmful and toxic impurities in the atmosphere.

Claims

1. The method of thermal processing of solid waste, including the supply of municipal solid waste into the pyrolysis chamber and their burning with separation into a solid residue and a gaseous component, followed by high-temperature treatment of the solid residue and pyrolysis gases in a slag metal bath of the melting furnace, characterized in that the household waste is pre-dried and an oxidizing agent and degradation products of rubber products reinforced with metal are fed into the pyrolysis chamber, and the introduction of dried household waste is carried out with iem top degradation products and the formation of rubber products on the hearth pyrolysis chamber at least two layers of solid waste.

2. The method according to claim 1, characterized in that the degradation products of rubber products reinforced with metal in the form of a cord with rubber residues are obtained in an ozone-containing gas medium.

3. The method according to claim 1, characterized in that the oxidizing agent is supplied by at least two streams with their spacing along the height of the pyrolysis chamber.

4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the supply of the oxidizing agent at the levels spaced in the pyrolysis chamber is carried out with different oxidizing coefficient of flow at each level.

5. The method according to claim 4, characterized in that the supply of the oxidizing agent is carried out in excess of the oxidizing coefficient of the flow in the upper stream compared to the lower.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the oxidizing agent is fed into the pyrolysis chamber under a layer of metal-reinforced rubber waste degradation products located on the bottom of the chamber, with an oxidizer flow coefficient of 0.5 - 0.6.

7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the oxidizing agent is fed into the pyrolysis chamber above the surface of the household waste layer with an oxidizing agent flow rate of 1.1 - 1.2.

8. The method according to p. 1, characterized in that the pyrolysis of degradation products of rubber products reinforced with metal, lead to the formation of a carbon residue, metal oxides and volatile components of the pyrolysis of rubber.

9. The method according to claim 1 or 8, characterized in that the solid pyrolysis residue in the form of carbon and metal oxides is fed into the bath of the melting furnace on a slag metal melt, where metal oxides are reduced by carbon to produce metal and converted to metal melt.

10. The method according to p. 1, characterized in that the supply of degradation products of rubber products reinforced with metal, in the pyrolysis chamber is carried out before serving therein dried domestic waste.

11. The method according to p. 1, characterized in that the supply of degradation products of rubber products reinforced with metal in the pyrolysis chamber is carried out continuously.

12. The method according to claim 1, characterized in that the supply of household waste and degradation products of rubber products reinforced with metal into the pyrolysis chamber is carried out in batches with alternating supply of degradation products and household waste.

13. The method according to claim 1, characterized in that the amount of degradation products of rubber products reinforced with metal is 10-30% of the mass of household waste fed to the pyrolysis chamber.

14. Installation for the thermal processing of solid waste by the method according to claims 1 to 13, including a chamber for preliminary drying of household waste, connected to a pyrolysis chamber, the outlet of which is connected to the bathtub of an electric melting furnace, and a destruction unit for rubber products reinforced with metal in an ozone-containing gas environment, connected by a gateway to a pyrolysis chamber.

15. Installation according to 14, characterized in that the pyrolysis chamber is equipped with a device for moving the degradation products of rubber products reinforced with metal across the hearth of the pyrolysis chamber.

16. Installation according to 14, characterized in that the pyrolysis chamber is equipped with a device for moving solid waste along the hearth of the pyrolysis chamber towards the bathtub of the melting furnace.